KONVERSI MIKROBIOLOGIS BATANG POHON SINGKONG (Mannihot esculenta) MENJADI ETANOL OLEH Trichoderma reesei PK1J2 DAN Saccharomyces cerevisiae 3012

AFRIYANTI, Prof. Dr. Ir. Sardjono, MS.

2014 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Batang pohon singkong dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif penghasil etanol karena mengandung selulosa. Selulosa merupakan senyawa polisakarida yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh yeast sehingga harus dihidrolisis terlebih dahulu menjadi gula sederhana. Proses hidrolisis selulosa ini dapat dilakukan dengan menggunakan jamur penghasil enzim selulase seperti Trichoderma reesei. Amonium sulfat biasa digunakan sebagai sumber nutrisi nitrogen untuk pertumbuhan jamur. Hasil hidrolisis selulosa menghasilkan monomer-monomer gula yang kemudian difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi etanol. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penambahan amonium sulfat terhadap pertumbuhan dan kemampuan Trichoderma reesei dalam menghasilkan gula reduksi dari batang pohon singkong serta mengetahui pengaruh perbedaan cara fermentasi terhadap kemampuan Saccharomyces cerevisiae dalam memfermentasi hasil hidrolisis batang pohon singkong oleh Trichoderma reesei menjadi etanol. Penelitian dilakukan tanpa adanya proses pretreatment. Batang singkong dicacah untuk mengecilkan ukuran kemudian dihidrolisis. Proses hidrolisis dilakukan dengan perbandingan konsentrasi (NH4)2SO4 sebesar 0%; 0,5%; 1% dan 1,5%. Selama proses fermentasi selulosa batang singkong dilakukan analisis kadar biomassa, analisis glukosamin dan kadar gula reduksi (metode DNS). Konsentrasi spora pada awal fermentasi adalah 106 spora/gram batang pohon singkong. Batang pohon singkong dengan kadar gula reduksi tertinggi ditambah air (1:1) kemudian difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae 3012 dengan metode yang berbeda yaitu diekstraksi dan tanpa diekstraksi. Konsentrasi awal fermentasi 107 sel/ml. Selama fermentasi etanol dilakukan analisis kadar gula reduksi (metode DNS) dan kadar etanol menggunakan metode micro conway diffusion dan Gas Chromatography (GC). Hasil analisis menunjukkan bahwa penambahan amonium sulfat berpengaruh terhadap pertumbuhan Trichoderma reesei PK1J2 tetapi tidak berpengaruh terhadap gula reduksi yang dihasilkan sehingga proses hidrolisis selanjutnya tanpa penambahan amonium sulfat. Kadar gula reduksi tertinggi didapatkan setelah tiga hari fermentasi yaitu sebesar 10,828 g/L. Batang pohon singkong tanpa diekstraksi yang difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae 3012 menghasilkan etanol dengan kadar yang lebih tinggi (4,12 g/L). Setiap 1 gram glukosa mampu menghasilkan 0,381 gram etanol.

Cassava stems can be utilized as an alternative energy source to produce bioethanol due to its cellulose content, polysaccharide compound can not directly used by yeast. Therefore, cellulose need to be hydrolyzed into monomers prior to tranformation into ethanol by Saccharomyces cerevisiae. Hydrolysis can be performed by cellulase-producing fungi, such as Trichoderma reesei PK1J2 with ammonium sulphate used as nitrogen source. This study purposes were to analyze the effect of ammonium sulphate addition to the growth and reducing sugar production rate of Trichoderma reesei from cassava stems and also to analyze the effect of fermentation method on Saccharomyces cerevisiae ethanol production. Hydrolysis was conducted without pretreatment. Cassava stem was degraded into small pieces with and without addition of ammonium sulphate. The concentration of (NH4)2SO4 were 0%; 0,5%; 1% and 1,5%. During cellulose fermentation of cassava stem, analysis were carried on dry matter loss, glucosamine content, and reducing sugar (DNS method). Initial spore concentration was 106 spores/g of cassava stem. Cassava stem with highest reducing sugar was added with water (1:1) then fermented by Saccharomyces cerevisiae 3012, either extracted or not extracted. Initial cell concentration of this process was 107 cell/ml. Analysis parameter during ethanol fermentation were carried on biomass level, reducing sugar (DNS method) and ethanol concentration measured using micro conway diffusion method and Gas Chromatography (GC). The results showed that addition of ammonium sulphate seem to affect the growth but did not affect of reducing sugar production of Trichoderma reesei, therefore hydrolisis continued without ammonium sulphate addition. Highest levels of reducing sugars was obtained after three days of fermentation which was 10,828 g/L. Cassava stem without extraction produced highest ethanol concentration of 4,12 g/L. Every 1 gram of glucose could be converted into 0.381 gram ethanol.

Kata Kunci : Trichoderma reesei, Saccharomyces cerevisiae, bioetanol, fermentasi, selulosa, Trichoderma reesei, Saccharomyces cerevisiae, bioethanol, fermentation, cellulose